一、前言

　�。ㄒ唬┸浲劣捎谄渫馏w結構的不穩定性，給工程設計帶來(lái)諸多問(wèn)題，長(cháng)期以來(lái)一直困擾著(zhù)人們。隨著(zhù)工程實(shí)踐中軟土問(wèn)題的不斷解決，人們的認識也進(jìn)一步深化。從橋梁病害防治的角度分析軟土地區橋梁設計的特殊性，將有助于提高軟土地質(zhì)條件下橋梁設計的可靠性和對該類(lèi)病害的防治。

　�。ǘ�）軟土地質(zhì)一般是在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積形成的，其強度低、壓縮量大，稍受重力或外力作用便會(huì )產(chǎn)生變形和流動(dòng)，具有明顯的觸變性。同時(shí)，軟土地質(zhì)還具有蠕變性，即在恒定的荷載下，變形隨時(shí)間發(fā)展。一般地說(shuō)，這種蠕動(dòng)的速度很慢，但其持續時(shí)間卻相當長(cháng)，且蠕動(dòng)的現象很普遍，它直接影響到結構的使用壽命。

　�。ㄈ�）軟土地質(zhì)的這些特性，使得理論上很難準確地模擬其實(shí)際物理特性。同時(shí)，在施工擾動(dòng)、周?chē)�環(huán)境的影響下，設計與實(shí)施也存在不同程度的偏差，致使結構的受荷情況與設計的假定條件很難一致，這是軟土地質(zhì)條件下橋梁設計的復雜之處。文中將以福建境內閩江上的一座橋梁病害為例，在病害原因分析的基礎上，探討軟土地質(zhì)條件下橋梁設計的特殊性及治理和預防病害的相應對策。

　　二、病害癥狀

　�。ㄒ唬┙ㄔ谲浲恋鼗�上的橋梁，其病害的癥狀因地質(zhì)條件差異及橋梁結構類(lèi)型不同而各不相同。但因地基沉降、土體的水平變形引起的結構病害在橋梁病害中占有一定比例，以橋臺及其附近的橋墩病害居多。

　�。ǘ�）如位于福建閩江上的某國道橋建于1990年，該橋由預應力混凝土三角桁架、連續梁及簡(jiǎn)支梁組成，橋梁全長(cháng)1850 m，設計荷載為汽-20。橋梁所處的閩江，河床泥沙沖淤特征明顯，多數河岸沉積較厚的淤泥層，且淤泥埋藏很淺。

　�。ㄈ�）2000年對全橋檢查發(fā)現，處于深軟基地段的柱式橋臺臺前錐坡開(kāi)裂，臺側翼墻損壞，臨近橋臺的1#墩雙柱式墩身自下而上均有環(huán)狀裂縫，裂縫寬度最大達0.5 mm。2#墩也有裂縫，最大縫寬0.32 mm。墩身有偏移跡象。據施工資料記載，該橋臺臺后填土高為9 m，臺后設有拉桿。橋臺處地質(zhì)情況為上層近20 m的淤泥層，淤泥層下臥巖層，巖面向江心傾斜，臺位及路基均未進(jìn)行軟基處理。實(shí)地勘察發(fā)現，橋頭下游一側有大量的后期土體堆載，且汽車(chē)超載現象嚴重。

　�。ㄋ模�為了不阻斷交通，未對橋臺內部進(jìn)行檢查。但根據臺前錐坡及1#墩的病害現象及工程資料記載分析，柱式橋臺可能有一定程度的破壞。

　　三、病害原因分析

　　軟土地質(zhì)條件下的此類(lèi)橋梁病害從客觀(guān)上講與軟土變形有關(guān)。但病害的發(fā)生卻涉及到設計、施工、運營(yíng)等方面的人為因素。

　　1、設計影響

　�。�1）由于軟土地質(zhì)的特殊條件，使得結構的理論設計與實(shí)際情況存在一定的偏差。就設計而言，對地質(zhì)條件、施工干擾、周邊環(huán)境等因素的影響考慮不周，均有可能導致病害的發(fā)生。

　�。�2）常年以來(lái)，橋梁樁基計算都采用“m”法計算。而在軟土地基中，水平力作用下的樁體水平變位較大，樁的受力模式與“m”法的計算模式有較大的差異。

　�。�3）首先，“m”法假設土體為完全彈性體，地基反力系數在地面處為零，地面以下隨深度以m：1的比例變化，土質(zhì)不同只是系數大小的問(wèn)題。這些假定與正常固結粘性土和一般情況下的砂土地質(zhì)情況基本符合，但對于軟土地質(zhì)，其地基土抗力系數m值的適用范圍卻是有限的。規范規定灌注樁的m取值范圍相應于單樁在地面處的水平位移為6～12 mm，而軟土地質(zhì)中的樁基位移量往往超出其限定范圍，尤其是軟土地質(zhì)上的高填土柱式橋臺，在臺后填土壓力及動(dòng)載的作用下，其水平變形量往往超出“m”法的限制范圍，土體變形已不屬于彈性變形，“m”法計算中土的彈性抗力假定是否適用值得懷疑。大量工程實(shí)測表明，當樁基的位移量較大時(shí)，計算結果與工程實(shí)測值差異較大。

　�。�4）其次，“m”法按ah=4的條件確定‘有效樁長(cháng)’，即認為樁長(cháng)超過(guò)此值，對于樁頂位移和最大彎矩計算都不起作用。計算是在假定樁長(cháng)的前提下，確定樁基的最大彎矩和彎矩零點(diǎn)，這在一定程度上忽略了樁土及外力間的相互整體作用，隨意性較大。實(shí)際上，在軟土地基中，水平力作用下的樁體水平變位較大，就對樁頂位移和最大彎矩計算的影響而言，樁長(cháng)的取值并不僅限于樁土本身的特性，還與其所承受的外力有關(guān)。全面考慮樁土特性及受力條件，通過(guò)樁的受力平衡條件來(lái)確定計算樁長(cháng)，方可使計算接近實(shí)際情況。有關(guān)資料顯示，在軟土地質(zhì)條件下，設計中若以ah=4的范圍作為計算樁長(cháng)考慮配筋，則往往造成最大彎矩及彎矩零點(diǎn)位置判定的錯誤，導致配筋長(cháng)度的不足及在仍需配筋的范圍不配或少配鋼筋。

　�。�5）除了計算模式的問(wèn)題外，軟土地質(zhì)對結構物所形成的附加荷載在設計中未考慮周 全，也是導致病害發(fā)生的原因之一。由于軟土地質(zhì)的變形作用，軟土地質(zhì)條件下的構造物較非軟土地質(zhì)下的構造物承受更多的附加荷載。如橋臺的臺后填土，實(shí)際上可視為在土體上的局部后加載，軟土地質(zhì)上的后加載，在導致樁周土下沉產(chǎn)生負摩阻力的同時(shí)，還可能使土體產(chǎn)生側向變形，在陡岸上還可能引起地基土的塑性擠出，它將給樁基以附加水平土壓力。高填土深軟基橋臺，若未在橋臺附近一定范圍內進(jìn)行軟基處理，橋臺及鄰近橋臺的樁基均可能承受由于土體變形產(chǎn)生的水平附加力，此水平附加力在設計中若未加以考慮，則有可能造成構造物基礎的破壞。

　�。�6）從結構設計的角度上講，橋臺附近一定范圍內的軟土若未加以處理，不平衡荷載作用下的軟土變形，除可能導致結構物破壞外，還可能導致諸如臺后路基塌陷、軟土滑移、蠕變等其他病害的發(fā)生。

　　2、施工影響

　�。�1）軟土地質(zhì)橋梁施工工藝及順序安排，對樁基的受力影響極大，主要表現在對樁基承受的附加力和樁基承載力方面。

　�。�2）施工順序直接影響到樁基承受附加力的大小，主要表現在軟基處理與構造物施工的順序上。在軟基處理的過(guò)程中，軟土地質(zhì)的壓縮性使土體產(chǎn)生較大的橫豎向壓縮變形，這一變形對處于其中的構造物形成作用力。豎向壓縮對構造物產(chǎn)生負摩阻力，水平向變形對構造物產(chǎn)生水平向推力。軟基處理若在樁基形成后進(jìn)行，除可能對樁基形成負摩阻力外，還將對樁基形成水平壓力，當此水平力足夠大時(shí)，極可能造成斷樁。實(shí)際工程中，由于構造物先于軟基處理施工而引起結構破壞的情況時(shí)有發(fā)生。

　�。�3）施工對樁基承載力的影響主要是由于軟土的觸變性形成的，軟土的觸變性使施工擾動(dòng)對樁基承載力影響加劇。鉆孔灌注樁在成孔的過(guò)程中破壞了土體的天然結構，同時(shí)，孔壁土體孔隙水壓力上升，使樁周及樁端強度降低，受施工土體擾動(dòng)的影響，樁基承載力明顯降低，這一點(diǎn)在常規的樁基設計中很難加以考慮。雖然樁基承載力會(huì )隨時(shí)間的增長(cháng)而增長(cháng)，但由于軟土具有觸變性，結構恢復及樁周土體孔隙水壓力消散較慢，樁基承載力的提高過(guò)程較長(cháng)，在施工周期較短的工程中，上部及運營(yíng)荷載在短期內的增加，對承載力的提高及利用均不利。

　　3、后期環(huán)境影響

　�。�1）橋位周?chē)�環(huán)境對軟土地質(zhì)的不良影響也是誘發(fā)橋梁病害發(fā)生的原因。當臺側堆載時(shí)，由于軟土地質(zhì)強度低，具有壓縮性和蠕動(dòng)性，橋臺周?chē)�的荷載對下臥軟土及橋位土體 產(chǎn)生壓力，除了可能增加縱橋向的土體變形外，橋臺兩側的不平衡或單側堆載，還將使土體產(chǎn)生橫向變形，對橋梁樁基產(chǎn)生橫橋向推力，造成樁基偏位。此外，任何超負荷的加載還可能引發(fā)土體的蠕動(dòng)。文中所列舉橋梁的1#墩，觀(guān)測到有一定量的縱橫橋向位移。經(jīng)分析，該位移與橋頭單側大量的后期土體堆載有關(guān)，車(chē)輛超載也在一定程度上加劇了土體變形的發(fā)展。

　�。�2）通過(guò)上述分析可以看出，軟土地質(zhì)的客觀(guān)因素與設計、施工、運營(yíng)環(huán)境等人為因素組成了橋梁病害發(fā)生的綜合因素，軟土地基橋梁病害發(fā)生的原因是多方面因素相互作用的結果。

　　四、病害治理方案

　�。�1）軟土地質(zhì)條件下的橋梁病害主要反映在由于地質(zhì)環(huán)境的不利影響而造成的構造物破壞。對其治理一般可考慮從改善包括地質(zhì)條件、周邊環(huán)境在內的構造物外部環(huán)境和加強構造物抵御外部不利影響的能力上入手。具體的治理方案則應根據實(shí)際情況，綜合考慮結構安全、經(jīng)濟效益、社會(huì )影響等多方面因素后確定。

　�。�2）以本文所舉的橋梁病害為例，此類(lèi)橋梁病害較徹底的解決辦法是增加橋孔，使橋臺遠離河岸臨空面，減少橋臺填土高度，對必要地段進(jìn)行軟基處理。然而，上述處理必須阻斷交通。對于交通要道上的橋梁來(lái)說(shuō)，阻斷交通的處理方案不論從經(jīng)濟效益、社會(huì )影響上講均非上策。該橋的治理方案，優(yōu)先考慮以不阻斷交通為前提的設計思路。

　�。�3）在該橋治理方案選擇中，曾考慮采用高壓噴射灌漿技術(shù)，對臺前及臺后軟土實(shí)施壓漿處理，在橋臺區域形成剛性較大的固結體，以抵抗臺后形成的土壓力，減輕土壓力對橋臺及臨近橋墩的壓力。然而，考慮到淤泥結構性很強，結構未被破壞時(shí)外觀(guān)無(wú)流動(dòng)現象，但一經(jīng)擾動(dòng)破壞，強度即明顯下降。橋位處為近20 m的淤泥層，且淤泥層下臥巖層，巖面向江心傾斜，地層傾斜較大。在厚軟土且具有傾斜下臥層的情況下，壓漿過(guò)程中的擾動(dòng)將對該區域土層及結構產(chǎn)生不良影響。同時(shí)，軟土壓漿后土體容重的增加有可能引起未固結下臥軟土的滑動(dòng)。為了避免上述情況的發(fā)生，淘汰了此方案。

　�。�4）進(jìn)一步的地質(zhì)勘察表明，橋臺附近淤泥層物理力學(xué)指標較建橋前有所改善，在邊界條件不變的情況下趨于穩定。因此，以結構加固為主，盡量避免土體擾動(dòng)的方案較切合實(shí)際。鑒于橋臺檢測困難，在橋臺受損情況不明的情況下，不宜盲目對橋臺實(shí)施加固。同時(shí)為避免阻斷交通，決定暫不對橋臺構造本身進(jìn)行處理，而是通過(guò)加固1#墩來(lái)分擔橋臺受力，緩解臺后壓力對結構的影響。按1#墩承受自身及橋臺傳來(lái)的水平力考慮，將1#墩單排 樁基加固為群樁基礎，墩身雙柱外包裹混凝土，加大柱徑并連成整體。并在1#墩與橋臺之間的錐坡上設置注漿導管，進(jìn)行錐坡局部注漿固化處理，以在1#墩與橋臺之間形成類(lèi)似支撐梁的受力體，共同承受水平壓力。2#墩也作了抬樁加固處理。同時(shí)在臺前布置了三個(gè)測斜管觀(guān)測點(diǎn)，進(jìn)行土體側向位移觀(guān)測，以及時(shí)掌握橋位土體變位情況。

　�。�5）該工程病害治理后，經(jīng)過(guò)幾年的運營(yíng)，被加固的構件至今未發(fā)現新的病害癥狀。但目前的觀(guān)測發(fā)現，由于在2#墩與3#墩之間新近填筑土體形成了臨時(shí)汽車(chē)通道，3#墩也出現了類(lèi)似2#墩的病害。這進(jìn)一步說(shuō)明了未作軟基處理的土體在外荷作用下，對橋梁產(chǎn)生的不利影響。近期也對3#墩進(jìn)行了加固。為了進(jìn)一步掌握橋位處的地質(zhì)變化情況，目前仍在繼續進(jìn)行土體變位觀(guān)測。

　　五、預防措施探討

　　從病害原因分析中可以看出，病害的發(fā)生除了客觀(guān)原因外，人為因素在防止病害發(fā)生中可起主導作用。在對橋位的軟土分布狀況、物理力學(xué)特性以及可能出現的變形情況有足夠認識的前提下，通過(guò)完善的設計，預計施工、運營(yíng)環(huán)境對土體作用產(chǎn)生的后果，以及土體變化對結構物使用壽命的影響，盡早采取防范措施，可以減小病害發(fā)生的概率。從設計、施工以及后期的維護上講，主要可以考慮以下幾方面對策。

　　1、橋梁長(cháng)度的確定

　�。�1）經(jīng)過(guò)軟土區域的路線(xiàn)，橋梁長(cháng)度的確定，在節省造價(jià)、減少病害發(fā)生的概率上起著(zhù)重要作用。橋梁長(cháng)度需根據軟基深度、填土高度等實(shí)際情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。

　�。�2）路線(xiàn)經(jīng)過(guò)深軟基地段時(shí)，以橋梁跨越往往具有一定優(yōu)勢。深軟基地段軟基處理成本較高，且受施工技術(shù)、工期的制約，軟基處理的效果不一定理想。而且在深軟基上建橋臺，要考慮諸多不可預見(jiàn)因素，尤其是高填土橋臺，構造物的成本較高。早期修建的福建高速公路，一般不因為軟土而增加橋梁長(cháng)度，橋臺往往建在深軟基上。設計的原意是希望減少橋長(cháng)以節省造價(jià)。而事實(shí)上，不僅軟基處理代價(jià)高，結構物病害時(shí)有發(fā)生，橋頭跳車(chē)問(wèn)題也較突出，未達到理想的效果。

　�。�3）處于軟土地質(zhì)條件下的跨河橋梁，橋臺應盡量遠離陡邊坡河岸。雖然這樣會(huì )增加橋長(cháng)，但可減少由于靠河岸一側臨空面與臺后的土壓力差對樁基產(chǎn)生的不利影響。且相對于靠近陡邊坡河岸設置的短橋而言，長(cháng)橋臺前有較大的臺前土體壓力，對臺后填土起到了反壓護道的作用，可避免土體變形對樁基產(chǎn)生附加力，減少蠕動(dòng)變形發(fā)生的可能性。長(cháng)橋方案在可靠度方面優(yōu)于橋臺近河岸的短橋方案。而從造價(jià)上看，雖然長(cháng)橋的上部構造費用 多于短橋方案，但其軟基處理和下部構造的費用卻有可能少于短橋方案，該兩方案具有比較價(jià)值。

　　2、相關(guān)構造措施

　�。�1）軟基處理時(shí)，從根本上消除軟土對結構物的不利影響，是避免軟土地質(zhì)條件下橋梁病害發(fā)生的有效措施。對于可能對構造物產(chǎn)生不利影響的區域，如橋臺、陡坡岸上或臨近橋臺的橋附近，均應根據軟土的物理力學(xué)指標、軟土厚度，進(jìn)行相應的軟基處理，改善構造物的外部環(huán)境，以避免軟土的水平方向變形對樁基產(chǎn)生附加水平力，并消除蠕動(dòng)隱患。

　�。�2）在橋臺結構的選擇上，宜采用抗水平荷載能力強的橋臺形式。柱式橋臺水平抗推剛度較小，在水平力作用下變形較大，在深軟土地質(zhì)條件下不宜采用。即使橋臺附近的軟土進(jìn)行了改善土體特性的軟基處理，由于軟基處理可靠度以及時(shí)效等方面的原因，也難以保證樁基不承受土體附加力，柱式橋臺的使用仍應慎重。群樁基礎肋式臺水平抗推剛度較大，抵抗水平荷載的能力較強，在軟土地質(zhì)上被廣泛采用，效果較好。

　�。�3）軟土地基由于強度低、易變形，各種不可預見(jiàn)不利因素對樁基的影響較突出，樁基的最大彎矩點(diǎn)和彎矩零點(diǎn)也可能因受到各種不可預見(jiàn)因素的影響而變化。樁基設計除了在承載力上留有余地外，樁基受彎剪的范圍也應考慮留有更大的余地，一般在軟土層內不減少樁基配筋量，更不能在該區段設置素混凝土樁。

　　3、結構設計計算上的探討

　�。�1）軟土地質(zhì)條件下的橋梁樁基計算不能簡(jiǎn)單地采用常規計算方法，而應根據實(shí)際的受力特點(diǎn)加以分析。

　�。�2）就計算方法而言，用假設‘有效樁長(cháng)’，計算樁的最大彎矩及彎矩零點(diǎn)進(jìn)行配筋的常規方法，在軟土地質(zhì)條件下應慎重采用，以免造成最大彎矩及彎矩零點(diǎn)位置判定的錯誤，導致配筋長(cháng)度的不足。在樁基變形較大的情況下，計算應同時(shí)考慮樁土特性及受力條件，以整體體系來(lái)分析樁的受力模式，以使計算結果接近實(shí)際情況。同時(shí)，當樁基水平變形量超出“m”法的限制范圍時(shí)，地基土抗力系數m值宜采用實(shí)測值。由于“m”法基本假定與大變形量樁基受力模式存在偏差，也可以考慮采用其他更接近于該類(lèi)樁基受力模式的計算方法進(jìn)行對比計算，這是需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題。

　�。�3）當軟土地質(zhì)有可能因某種外力作用產(chǎn)生變形時(shí)，如橋臺附近未作軟基處理，或未能在構造物實(shí)施前達到軟基處理的最終效果時(shí)，還應考慮包括軟土豎向和橫向變形在內， 作用于樁基的附加力。

　　4、設計與施工的配合

　　設計與施工的偏差在所難免，而在人為能控制的范圍內，設計與施工密切配合，能使實(shí)施與設想的情況相吻合，減少人為因素導致病害發(fā)生的可能性。如前病害原因分析所述，軟土地質(zhì)橋梁施工工藝及順序安排，對樁基的受力影響極大。軟基處理與樁基施工的順序、樁基承載力的實(shí)現，均與施工控制密切相關(guān)，應予充分重視。

　　5、運營(yíng)中的管理

　　良好的運營(yíng)管理是保障結構正常使用的前提。嚴禁在墩臺附近堆、挖土，嚴格控制車(chē)輛超載。不平衡或單側堆載都有可能引起土體變形，對橋梁樁基產(chǎn)生附加推力。同時(shí)，任何超負荷的加載都有可能引發(fā)具有蠕動(dòng)傾向的土體產(chǎn)生蠕動(dòng)，這些人為因素造成的不利影響，只有通過(guò)管理上的控制加以防范。

　　此外，還應加強對地基及結構物的后期觀(guān)測，尤其注意變形觀(guān)測。對有可能產(chǎn)生蠕動(dòng)變形的地質(zhì)更要加以注意。

　　六、結語(yǔ)

　　橋梁補強加固原則。采用加固方案之前，須先考慮耗費少、功效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好耐久性等方面的要求。補強加固是通過(guò)加大或修復橋梁構件來(lái)提高局部或整座橋梁承載能力的措施。因此橋梁加固工作一般以不更改原結構形式為原則，只有在較復雜的情況下，才可考慮更改結構形式。如果采用補強加固的方式仍不能達到交通運輸要求，則必須考慮進(jìn)行重建橋梁的部分或全部。選擇橋梁加固方式時(shí)，必須考慮舊橋現狀、承載能力減弱的程度以及日后交通量，最好參考已經(jīng)成功完成補強加固的橋梁的施工。采用擴大或增加橋梁構件斷面的方法進(jìn)行加固前，應考慮增加部分與原有部件的結合效果。

　　隨著(zhù)橋梁技術(shù)的發(fā)展，結構耐久性問(wèn)題引起人們的廣泛關(guān)注。病害的治理和預防作為耐久性問(wèn)題的重要內容，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于軟土地質(zhì)結構多變性的緣故，軟土地基橋梁病害發(fā)生、發(fā)展的可預見(jiàn)性較差，且病因較復雜，這增加了結構耐久性問(wèn)題解決的難度，然而，盡管實(shí)際工程的情況各不相同，同一類(lèi)橋梁病害還是具有一定的共同特點(diǎn)。通過(guò)對同一類(lèi)病害特殊性的了解，能不斷完善設計，有效控制病害的發(fā)生。文中所列舉的實(shí)例具有一定的代表性，希望通過(guò)本文的論文能對軟土地質(zhì)下橋梁病害的治理及預防有所幫助。

　　參考文獻

　　《對公路軟基常用處理方法及評價(jià)》

　�。�1）我國軟土多分布在江河湖海處，高速公路修建時(shí)，由于橋涵通道多，因而高路堤也不少，如地基不加處理，往往造成較大的沉降和側向位移，影響行車(chē)的快速、作亂甚至安全。而目前公路方面處理軟基已逐漸采用換填，固結排水，復合地基鋪以土工格柵、土工布，反壓護道等，均獲得成功。這些處理方法具有省錢(qián)、省事、施工運作簡(jiǎn)單，效果好等特點(diǎn)。

　�。�2）我國軟土多分布在江河湖海等處，但也在丘陵低洼和山區谷地賦存。由于其成因類(lèi)型不同，厚度不一，性質(zhì)各異，因此不能一律對待，首先應查明各地區特點(diǎn)和地質(zhì)、土質(zhì)條件，有針對性的進(jìn)行有效對策，作出合理的處理。

　�。�3）過(guò)去在一般公路通過(guò)軟土地區，由于線(xiàn)路等級標準不高，路基寬度窄、立交少、縱坡要求不嚴，且多低路堤，故對路基大部分地段處理工程少，僅對橋頭高路堤部位重視些。但從高速公路在祖國大地出現后，因要求全立交、橋涵通道多，路堤高度多超過(guò)軟土填土極限高度。加之軟土中含有大量親水膠體微粒，土體多呈海棉狀結構，因其孔隙比大、含水量多、透水性小、抗剪強度低、壓縮性強在路堤高填土的自重作用下，要經(jīng)過(guò)較長(cháng)時(shí)間才能趨地壓密穩定、因此其沉降穩定要花費長(cháng)時(shí)間。此外軟土結構在大交通量，重載車(chē)輛的作用下，路基容易產(chǎn)生側向膨脹擠出滑動(dòng)，基底沉降現象也嚴重，為了增強壓密穩定力度和較短時(shí)間達到最終沉降，消除側向滑動(dòng)位移，以免路堤向兩側膨脹擠出，確保路基及其外側建筑物、或其他農田、蝦池、魚(yú)塘的安全，因此必須對軟基進(jìn)行淺層或深層處理。

　�。�4）軟基處理方法很多，歸納起來(lái)有五大類(lèi)，即：置換、排水固結、振動(dòng)擠密、膠結和加筋（勁）等，細分起來(lái)約有70余種。在公路工程方面經(jīng)過(guò)多年來(lái)的優(yōu)選和實(shí)踐，除在一些試驗工程還選用一些新的方法處，但較多的工程則選用常規的、傳統的方法，即置換、固結排水和振動(dòng)擠密等法。歷其特點(diǎn)是技術(shù)可靠、經(jīng)濟適用、施工容易、效果顯著(zhù)且不受時(shí)空限制，故得到推廣應用。

　�。�5）下面將對這些公路軟基常用的處理方法作一些概述，并對其進(jìn)行評價(jià)。

　　一、淺層處理

　�。�1）砂墊層：用于軟土距地面不深且厚度薄時(shí)，不必采用深層處理或僅用堆載加壓使期達到沉降穩定。砂墊層的作用，是為了加固地基和增強排水。砂墊層質(zhì)量很重要，它取決于砂粒大小和含泥量多少，一般以中、粗砂和含泥量少于3%為宜，同時(shí)又應注意其厚度和設置位置。目前厚度多控制在50—80cm，改變了過(guò)去僅用30cm。其原因是地基原地面施工前雖經(jīng)平整，但不一定理想，如出現凹凸不平，其厚度不盡如人意，為保證安全，應適當地增加些厚度。同時(shí)最近有的路段地基濕軟，先在原地面上鋪一層山皮土，經(jīng)輕壓后，再在其上鋪砂墊層，可充分發(fā)揮砂墊層的排水作用。

　　當路段采用吹砂路堤，而砂本身粒么和純凈度良好時(shí)，不必再專(zhuān)門(mén)鋪砂墊層；同時(shí)原地面有硬殼層時(shí)，應加保護，砂墊層可直接鋪設在硬殼層上。

　�。�2）換填：當軟土距地面近，厚度較薄，甚至地面上有魚(yú)塘、蝦池或稻田，往往表面有腐泥，可直接將這些腐泥、軟土挖掉，換填以?xún)?yōu)質(zhì)砂礫或適宜的選料，以徹底消除其陷患。對于清除表層腐泥時(shí)，可采用高壓水泵直接切割，再將泥漿抽掉，當地面涼曬干后，再鋪筑路基土。

　　二、深層處理

　�。ㄒ唬┡潘�固結加固法：

            其機理是在軟基中設置袋裝砂井或塑料排水板，利用路堤重量分級加載，使軟土中的孔隙水排出后逐漸固結，產(chǎn)生壓密沉降，同時(shí)地基強度也有逐漸提高的一種方法�，F將所用的兩種材料分述如下：

　　1、塑料排水板：是將100mm寬、厚2—4mm的塑料板插入軟土層中，由于板中有深溝，土中孔隙水在受壓情況下順溝而上排出地面以外。塑料板排水功能好壞，取決于本身質(zhì)量的優(yōu)劣。因此應用原生塑料制成，以保證質(zhì)量均勻性和一致性，不致在施作時(shí)拉斷和折裂；其次是插入土中時(shí)就按設計要求的位置和深度垂直而下，不要讓其偏斜和減短。

　　2、袋裝砂井：一般用直徑7cm塑料編制袋，內裝粗、中砂，裝實(shí)后直接打入土中。其機理與塑料排水板相似，并可與其具有等效作用。在砂料地可取的地區，是比較經(jīng)濟的，但應注意其直徑變化，也應保證插入長(cháng)度，且防止長(cháng)的袋裝砂井因重量大發(fā)生拉斷現象。對砂粒要注意粒徑粗些、雜質(zhì)少些，防止堆放場(chǎng)地的泥土污染砂源。

　　3、上述兩種材料的評價(jià)，一般均能起到排水固結作用，且由于其單價(jià)低，施工機器簡(jiǎn)單，操作工藝容易，效果良好，已成為公路軟土地基深層處理的常用方法。便相對而言，袋裝砂井更為建設者所優(yōu)先選用。

　�。ǘ�）土工織物加強法：

　　采用編織式土工布和土工格柵，鋪設于軟基表面，可單獨使用，也可以聯(lián)合使用。更多的是在深層處理后鋪設，在地面先填以厚均30cm中粗砂，以增加土工積物摩阻力，可充分發(fā)揮它們調整應力的作用。一般在鋪設時(shí)采用張拉施工，并將兩端錨固為佳。

　　土工織物的作用表現在：

　　1、增加軟基的穩定性。

　　為了達到土工積物加固軟基的效果，要求它們應有高的抗拉強度、低的變形和拉伸率以及相當的表面粗糙度。

　　如深汕高速公路軟基底部鋪設兩層土工布后，安全系數提高了10—20%，同時(shí)在未設土工布路段堤填筑日沉降速度一般控制地15mm/d左右，而有土工布地段實(shí)測沉降速率大多＞20mm/d，最大可達36 mm/d。路基還處于穩定狀態(tài)。說(shuō)明土工布能大幅度提高路基穩定，可以加快堆載預壓加載時(shí)間。同時(shí)也可以省去護坡道，節約了公路用地。

　　2、減少路基基底不均勻沉降

　　由于土工織物是一層加勁層，可以起著(zhù)增加基底強底，分散土的集中應力的作用。從實(shí)測資料可看出其沉降曲線(xiàn)平緩，說(shuō)明不均勻沉降的減少。

　　3、減少總沉降量

　�。�1）以深汕高速公路為例，在軟土厚度和土質(zhì)的物理、辦學(xué)相同情況下，當填土高度為6.0m時(shí)，無(wú)土工布地段的總沉降量為1.90m，而設土工布地段總沉降量才1.10m。根據其他地段資料統計，總沉降量因有土工布側向形也相應減少。

　�。�2）當然土工織物的鋪設也會(huì )增加些費用，而且還要注意材料質(zhì)量和工藝流程，如接頭處要銜平整、材料事先應經(jīng)過(guò)檢驗合格后才能使用。

　�。�3）土工布可以起著(zhù)隔離過(guò)濾作用，保持路基填土純凈，而土工格柵其加勁度和抗滑性，有著(zhù)獨到特點(diǎn)。

　�。ㄈ�）復合地基法。

　　1、粉噴樁、旋噴樁：它是用水泥（石灰或粉煤灰等）作為固化劑，通過(guò)深層攪拌機械，在地下深層將水泥等漿液或粉體經(jīng)攪拌后所產(chǎn)生的化學(xué)固化和物理作用形成的樁體。并與樁周的加強土體形成復合地基，以增加地基承載力、壓縮模量和抗剪力，可承擔外部較大的荷載。

　　2、它們具有施工速度快、加固深度大、效果好、對周?chē)�環(huán)境污染少等特點(diǎn)，因而目前較多的用于公路結構物及結構物與路基過(guò)渡段地基處理工程，尤其是工期緊迫，要求限期 通車(chē)的地段。

　　3、粉噴樁和攪拌樁其作用相同，但也有不同處，如：粉噴樁是用干粉與濕軟土攪拌成樁，其深論著(zhù)一般在15—20m內，直徑一般為50cm。水泥用量摻入比為15—20%。但最佳摻入比應根據室內試驗確定。

　　4、旋噴樁是用高壓旋噴水泥漿液與軟土拌合形成柱體，旋噴樁直徑可噴射成40—200cm的柱體，長(cháng)度也可深些。

　　5、碎石樁：是利用振沖器，在高壓水流下邊沖邊振在軟土中成孔，并分批在孔內充填碎石形成樁體，與擠密土體成為復合地基。廣東省在處理河港岸坡和加固油罐地基工程都取得了良好效果，在公路軟基處理中使用尚不廣泛。

　　6、復合地基比之前面幾種方法施工時(shí)間快，效果也不錯，但由于動(dòng)用機械多，使用材料貴，相應造價(jià)也高。故只要時(shí)間允許的情況下，盡量以時(shí)間換金錢(qián)，少用復合地基。

　　7、為了保證樁基質(zhì)量，在施工前應作好地質(zhì)勘探并取出當地土樣，作室內最佳配合比試驗，以確定合理固化劑摻入量。在施工時(shí)要加強監理以保證樁基位置、數量、長(cháng)度，以及材料質(zhì)量和用量、攪拌次數和沖振情況，同時(shí)還要作取心檢查或其他測試的,如觸探、荷載試驗,以了解其加固效果。